[发明专利]一种非对称变势能阱型多稳态压电振动能量采集器

权利要求书

1.一种非对称变势能阱型多稳态压电振动能量采集器，其特征在于，包括：双晶线性振荡器、磁铁-弹簧振荡器和基座；

所述双晶线性振荡器包括磁铁A、金属弹性梁、第一压电片、第二压电片和外部负载电阻；

所述金属弹性梁的一端连接所述磁铁A，所述金属弹性梁的另一端连接激振源；

所述第一压电片和所述第二压电片分别贴附于所述金属弹性梁上与所述激振源连接的一端；所述第一压电片和所述第二压电片相对设于所述金属弹性梁的两侧；

所述第一压电片未贴附所述金属弹性梁的一端通过导线与所述外部负载电阻的一端连接；所述第二压电片未贴附所述金属弹性梁的一端通过导线与所述外部负载电阻的另一端连接；

所述磁铁-弹簧振荡器包括磁铁B、磁铁C、磁铁D和滚道；

所述磁铁B设于所述滚道上，且所述磁铁B与所述磁铁A处于同一垂直平面上；

所述磁铁C和所述磁铁D分别设于所述磁铁B的两端；所述磁铁C和所述磁铁D分别通过轴承连接于所述滚道上；所述磁铁C和所述磁铁D分别通过水平弹簧连接于所述滚道两侧的挡板上；

所述滚道的下端通过两个垂直弹簧连接于所述基座上。

2.根据权利要求1所述的多稳态压电振动能量采集器，其特征在于，所述磁铁C和所述磁铁D分别与所述磁铁B间隔等距离。

3.根据权利要求1所述的多稳态压电振动能量采集器，其特征在于，所述磁铁A、所述磁铁B、所述磁铁C和所述磁铁D的对极极化方向相同、尺寸相同、磁化强度相同。

4.根据权利要求1所述的多稳态压电振动能量采集器，其特征在于，所述金属弹性梁垂直状态下，所述磁铁B位于所述磁铁A正下方且与所述磁铁A间距预设距离值。

5.根据权利要求1所述的多稳态压电振动能量采集器，其特征在于，所述第一压电片和所述第二压电片的大小相等且极化方向相反；所述第一压电片和所述第二压电片平行设置。

6.根据权利要求1所述的多稳态压电振动能量采集器，其特征在于，所述磁铁C与对应的所述滚道挡板之间的水平弹簧记为第一水平弹簧；所述磁铁D与对应的所述滚道挡板之间的水平弹簧记为第二水平弹簧；所述第一水平弹簧和所述第二水平弹簧的刚度相同且初始压缩量相同。

7.根据权利要求1所述的多稳态压电振动能量采集器，其特征在于，所述滚道的下端与所述基座之间设置的两个所述垂直弹簧的刚度相同且初始压缩量相同。

8.根据权利要求1所述的多稳态压电振动能量采集器，其特征在于，所述磁铁C与所述滚道之间的轴承和所述磁铁D与所述滚道之间的轴承结构尺寸相同且与所述滚道之间的滚动摩擦系数相同。

9.根据权利要求1所述的多稳态压电振动能量采集器，其特征在于，所述金属弹性梁向所述磁铁C所在方向运动时，所述第一水平弹簧的水平压缩量小于所述第二水平弹簧的水平压缩量；所述金属弹性梁向所述磁铁D所在方向运动时，所述第一水平弹簧的水平压缩量大于所述第二水平弹簧的水平压缩量；所述金属弹性梁在垂直位置范围内振动时，所述第一水平弹簧的水平压缩量等于所述第二水平弹簧的水平压缩量。